TRPV2 modula la liberación de ATP inducida mecánicamente a partir de células epiteliales bronquiales humanas


Resumen

Los episodios recurrentes de tos exponen las vías respiratorias grandes a ciclos importantes de fuerza cortante. Esto resulta en la liberación de alarminas y del compuesto tusígeno trifosfato de adenosina (ATP), que puede ser influenciado por la actividad de los canales iónicos presentes en las vías respiratorias humanas. Este estudio tiene como objetivo examinar la función del canal TRPV2 perteneciente a la subfamilia de los receptores transitorios del potencial de la vaniloid como modulador en la liberación de ATP inducida mecánicamente a partir de células epiteliales bronquiales primarias (PBEC).

Las PBEC se obtuvieron de individuos sometidos a broncoscopia. Fueron cultivadas in vitro y expuestas a tensiones mecánicas a través de tensiones de corte de fluido y compresión (CFSS) o solo corte de fluido (FSS) a diferentes niveles de intensidad. La liberación de ATP fue medida mediante un ensayo de luciferina-luciferasa. La presencia funcional de la proteína TRPV2 en PBEC humanas se examinó a través de imágenes confocales de calcio. El efecto de la inhibición de TRPV2 en la liberación de ATP inducida por FSS fue estudiado utilizando el inhibidor de TRPV2 tranilast o la eliminación del ARNip de TRPV2. La expresión de la proteína TRPV2 en tejido pulmonar humano también fue determinada mediante inmunohistoquímica.

La liberación de ATP aumentó significativamente en las PBEC expuestas a CFSS en comparación con las PBEC de control (no estimuladas) (n= 3, ***P< 0,001). Se observó la expresión de canales TRPV2 funcionales en las PBEC. La proteína TRPV2 también fue detectada en tejido pulmonar humano fijado. La liberación de ATP de las PBEC estimuladas con FFS se redujo con el inhibidor de TRPV2 tranilast (n= 3, **P< 0,01) (vehículo: 159 ± 17,49 nM, tranilast: 25,08 ± 5,1 nM) o mediante la eliminación del ARNip de TRPV2 (n= 3, *P< 0,05) (vehículo: 197 ± 24,52 nM, ARNip: 119 ± 26,85 nM).

En conclusión, TRPV2 está presente en las vías respiratorias humanas y modula la liberación de ATP en las PBEC estimuladas mecánicamente.

Introducción

Durante los episodios de tos, el diámetro de las vías respiratorias se reduce a aproximadamente una quinta parte de su tamaño original (1), lo que junto con la fuerza cortante generada por los altos flujos de aire, ejerce considerables fuerzas mecánicas sobre la pared de las vías respiratorias (2). En enfermedades como la EPOC y la tos crónica, donde los pacientes experimentan frecuentes episodios de tos, las consecuencias inflamatorias de la repetida estimulación mecánica del epitelio bronquial pueden asociarse con la remodelación de las vías respiratorias y cambios estructurales (3) lo cual representa una contribución significativa a la fisiopatología de estos trastornos.

Ante la estimulación mecánica, las células epiteliales bronquiales liberan diversas moléculas inflamatorias endógenas, incluido el trifosfato de adenosina (ATP) extracelular, citocinas inflamatorias y enzimas secretoras como las metaloproteinasas de matriz (4,5,6,7,8). Se ha observado un incremento en la liberación de ATP tras la exposición al estrés por cizallamiento de fluidos (FSS) en líneas celulares de epitelio bronquial, alveolar y adenocarcinoma (4,5,6). Se ha reportado una regulación positiva en la producción de la citoquina inflamatoria interleucina-8 (IL-8) en la línea celular epitelial bronquial BEAS-2B bajo fuerzas mecánicas de estiramiento (7). Asimismo, se ha notificado una mayor activación de miembros de la familia de las metaloproteinasas de la matriz en las células epiteliales bronquiales bajo estrés compresivo (8). Recientemente, se ha centrado el interés en los mecanismos responsables de la liberación de ATP, especialmente durante episodios de tos. Se han registrado niveles elevados de ATP en muestras de lavado bronquial de pacientes con EPOC, correlacionados con la severidad de la enfermedad (9). También se ha evidenciado que el ATP promueve la migración de células inmunes a focos inflamatorios y la liberación de quimiocinas y factores de crecimiento (10). Además, el ATP puede ejercer efectos tusígenos por sí mismo, y se sugiere que la inhalación de ATP provoca mayor tos en individuos con EPOC en comparación con personas sanas (11). En tos crónica refractaria e inexplicable, los resultados de ensayos clínicos recientes en fase 3 con Gefapixant (un antagonista del receptor purinérgico activado por ATP, P2 × 3) respaldan el papel del ATP como componente intrínseco en la hipersensibilidad a la tos (12).

La liberación de ATP de las células se produce a través de cinco rutas principales que incluyen liberación vesicular, canales de panexina, hemicanales de conexina, canales aniónicos regulados por volumen y canales maxi-aniónicos (13). Además, los canales accesorios de liberación de ATP incluyen miembros de la superfamilia de canales iónicos del receptor transitorio del potencial (TRP) (

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